本發(fā)明涉及一種并網(wǎng)系統(tǒng)及并網(wǎng)方法，且特別涉及應(yīng)用在太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)及三相并網(wǎng)方法。

背景技術(shù)：

請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1繪示現(xiàn)有的太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的架構(gòu)圖。太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)1設(shè)于直流電壓源Vin與交流電網(wǎng)2之間，用以將直流電壓源Vin轉(zhuǎn)換為交流電源并匯入交流電網(wǎng)2。太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)1包含升壓模塊10、逆變器模塊12、濾波器14及開關(guān)模塊16。升壓模塊10電連接于直流電壓源Vin，逆變器模塊12電連接于升壓模塊10，濾波器14電連接于逆變器模塊12，開關(guān)模塊16耦接于濾波器14及交流電網(wǎng)2之間。

開關(guān)模塊16包含第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5及第六開關(guān)S6，第一開關(guān)S1與第五開關(guān)S5串接于濾波器14與交流電網(wǎng)2之間，第二開關(guān)S2與第三開關(guān)S3串接于濾波器14與交流電網(wǎng)2之間，第六開關(guān)S6與第四開關(guān)S4串接于濾波器14與交流電網(wǎng)2之間。在此要說(shuō)明的是，開關(guān)模塊16是由三個(gè)雙刀雙擲繼電器組成，其中第一開關(guān)S1及第二開關(guān)S2構(gòu)成一個(gè)繼電器160，第三開關(guān)S3及第四開關(guān)S4構(gòu)成另一個(gè)繼電器162，第五開關(guān)S5及第六開關(guān)S6則又為另一個(gè)繼電器164，且每個(gè)繼電器的兩個(gè)開關(guān)會(huì)同時(shí)導(dǎo)通或同時(shí)斷開。

請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2為現(xiàn)有的開關(guān)模塊的搭接方法流程圖。于實(shí)際太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)1與交流電網(wǎng)2進(jìn)行并網(wǎng)時(shí)，開關(guān)模塊16的第一至第六開關(guān)(S1-S6)的搭接方法依序包含如下步驟:(a)導(dǎo)通第一開關(guān)S1及第二開關(guān)S2(即使得第一開關(guān)S1及第二開關(guān)S2呈現(xiàn)閉路狀態(tài))(步驟S101)；(b)斷開第一開關(guān)S1及第二開關(guān)S2(即使得第一開關(guān)S1及第二開關(guān)S2呈現(xiàn)開路狀態(tài))，并導(dǎo)通第三開關(guān)S3及第四開關(guān)S4(步驟S103)； (c)斷開第三開關(guān)S3及第四開關(guān)S4，并導(dǎo)通第五開關(guān)S5及第六開關(guān)S6(步驟S105)；(d)斷開第五開關(guān)S5及第六開關(guān)S6(步驟S106)；(e)判斷第一至第六開關(guān)(S1-S6)是否異常(步驟S107)；(f)于步驟(e)之后，若第一至第六開關(guān)(S1-S6)皆無(wú)誤動(dòng)作，則同時(shí)導(dǎo)通第一至第六開關(guān)(S1-S6)進(jìn)行并網(wǎng)(步驟S109)；(g)于步驟(e)之后，若第一至第六開關(guān)(S1-S6)的其中之一開關(guān)發(fā)生誤動(dòng)作，則停止并網(wǎng)(步驟S110)。

圖3所示為現(xiàn)有的太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)在與交流電網(wǎng)并網(wǎng)的電流曲線圖。其中高電平信號(hào)表示使第一至第六開關(guān)(S1-S6)的其中的至少一個(gè)操作于導(dǎo)通狀態(tài)，低電平信號(hào)表示使第一至第六開關(guān)(S1-S6)的其中的至少一個(gè)操作于斷開狀態(tài)。

于時(shí)間點(diǎn)t1，導(dǎo)通第一開關(guān)S1及第二開關(guān)S2。于時(shí)間點(diǎn)t2，斷開第一開關(guān)S1及第二開關(guān)S2，并導(dǎo)通第三開關(guān)S3及第四開關(guān)S4。于時(shí)間點(diǎn)t3時(shí)，斷開第三開關(guān)S3及第四開關(guān)S4，并導(dǎo)通第五開關(guān)S5及第六開關(guān)S6。于時(shí)間t4時(shí)，斷開第五開關(guān)S5及第六開關(guān)S6。于時(shí)間t5時(shí)，同時(shí)導(dǎo)通第一至第六開關(guān)(S1-S6)。

前述太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)1先檢測(cè)第一至第六開關(guān)(S1-S6)的切換功能是否正常，并于第一至第六開關(guān)(S1-S6)的切換功能皆正常(即無(wú)誤動(dòng)作)后，同時(shí)導(dǎo)通第一至第六開關(guān)(S1-S6)，故具有操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。然而，當(dāng)?shù)谝恢恋诹_關(guān)(S1-S6)同時(shí)導(dǎo)通瞬間，會(huì)產(chǎn)生很大的涌入電流(inrush current)，如圖3所示，這會(huì)導(dǎo)致第一至第六開關(guān)(S1-S6)的使用壽命降低，甚至?xí)沟玫谝恢恋诹_關(guān)(S1-S6)的其中的至少一個(gè)(例如圖3所示的第一開關(guān)S1)于并網(wǎng)時(shí)毀損，以至于無(wú)法與交流電網(wǎng)2進(jìn)行并網(wǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)及三相并網(wǎng)方法，其用以防止太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)與交流電網(wǎng)并網(wǎng)時(shí)涌入電流。

根據(jù)本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)，應(yīng)用于交流電源并入三相交流電網(wǎng)。太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)包含逆變器模塊、開關(guān)模塊及控制器。逆變器模塊將直流電源轉(zhuǎn)換成交流電源。開關(guān)模塊耦接于逆變器模塊及三 相交流電網(wǎng)間，以將經(jīng)逆變器模塊轉(zhuǎn)換后的交流電源于滿足特定條件時(shí)并入三相交流電網(wǎng)。開關(guān)模塊包含第一至第六開關(guān)，第一開關(guān)串接第二開關(guān)形成第一路徑，第三開關(guān)串接第四開關(guān)形成第二路徑，第五開關(guān)串接第六開關(guān)形成第三路徑；控制器電性連接于開關(guān)模塊，控制開關(guān)模塊，使交流電源并入三相交流電網(wǎng)中?？刂破飨仁沟谝宦窂綄?dǎo)通，接著當(dāng)?shù)诙窂街袃砷_關(guān)滿足第一特定條件時(shí)，控制器導(dǎo)通第二路徑，最后當(dāng)?shù)谌窂街袃砷_關(guān)滿足第二特定條件時(shí)，控制器導(dǎo)通第三路徑。

根據(jù)本發(fā)明另提供一種三相電力并網(wǎng)方法，用以將逆變器模塊產(chǎn)生的一交流電源并入一三相交流電網(wǎng)，三相電力并網(wǎng)方法包含如下步驟:(a)使該逆變器模塊及該三相交流電網(wǎng)間之一第一路徑導(dǎo)通；(b)于滿足一第一特定條件時(shí)，使該逆變器模塊及該三相交流電網(wǎng)間之一第二路徑導(dǎo)通；以及(c)于滿足一第二特定條件時(shí)，使該逆變器模塊及該三相交流電網(wǎng)間之一第三路徑導(dǎo)通。

通過(guò)本發(fā)明的太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)及三相電力并網(wǎng)方法，可以有效地解決太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)在與交流電網(wǎng)并網(wǎng)時(shí)的涌入電流，降低開關(guān)模塊毀損的機(jī)會(huì)，進(jìn)而延長(zhǎng)開關(guān)模塊的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1繪示一種太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的架構(gòu)圖；

圖2所示為現(xiàn)有的開關(guān)模塊的搭接方法的流程圖；

圖3所示為現(xiàn)有的太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)在與交流電網(wǎng)并網(wǎng)的電流曲線圖及第一至第六開關(guān)的切換時(shí)序圖；

圖4繪示本發(fā)明的太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的一操作示意圖；

圖5繪示本發(fā)明的太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的另一操作示意圖；

圖6繪示本發(fā)明的太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的再一操作示意圖；

圖7繪示本發(fā)明的太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)的又一操作示意圖；

圖8為本發(fā)明的開關(guān)模塊的搭接方法流程圖；

圖9所示本發(fā)明的太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)與交流電網(wǎng)并網(wǎng)的電流曲線圖及第一至第六開關(guān)的一切換時(shí)序圖；以及

圖10所示本發(fā)明的太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)與交流電網(wǎng)并網(wǎng)的電流曲 線圖及第一至第六開關(guān)的另一切換時(shí)序圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1、3太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)

10升壓模塊

12、32逆變器模塊

14、34濾波器

16、36開關(guān)模塊

160、162、164繼電器

2交流電網(wǎng)

30電壓電平調(diào)整裝置

360第一繼電器

362第二繼電器

38控制器

C電容器

D二極管

L電感器

Q切換元件

S1第一開關(guān)

S2第二開關(guān)

S3第三開關(guān)

S4第四開關(guān)

S5第五開關(guān)

S6第六開關(guān)

Vin直流電壓源

VR交流電網(wǎng)的第一相端的電壓

VS交流電網(wǎng)的第二相端的電壓

VT交流電網(wǎng)的第三相端的電壓

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參考隨附圖示，本發(fā)明公開內(nèi)容的以上及額外目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將 通過(guò)本公開內(nèi)容的較佳實(shí)施例的以下闡釋性及非限制性詳細(xì)描敘予以更好地理解。

本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)及其開關(guān)模塊的搭接方法，其可以有效地解決太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)在與交流電網(wǎng)并網(wǎng)時(shí)的涌入電流，降低開關(guān)模塊毀損的機(jī)會(huì)，進(jìn)而延長(zhǎng)開關(guān)模塊的使用壽命。

請(qǐng)參照?qǐng)D4，太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)3設(shè)于直流源(例如為直流電壓源Vin)與交流電網(wǎng)2之間，其中交流電網(wǎng)2為三相交流電網(wǎng)，并具有第一相端(或稱R相端)、第二相端(或稱S相端)及第三相端(或稱T相端)，在此定義第一相端的電壓V_R，第二相端的電壓為V_S，第三相端的電壓為V_T。

太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)3包含電壓電平調(diào)整模塊30、逆變器模塊32、濾波器34及開關(guān)模塊36。

電壓電平調(diào)整模塊30電連接于直流電壓源Vin。由圖4可知，電壓電平調(diào)整電路30為升壓電路，其包含電感器L、切換元件Q、二極管D及電容器C，其中切換元件Q可為雙極型晶體管。電感器L的一端點(diǎn)連接直流電壓源Vin的高壓端，另一端點(diǎn)連接于二極管D的陽(yáng)極及切換元件Q的集極。電容器C的一端點(diǎn)連接于二極管D的陰極、切換元件Q的射極，及直流電壓源Vin的低壓端。切換元件Q可通過(guò)控制器(圖中未視)進(jìn)行導(dǎo)通及關(guān)閉的控制，并將直流電壓源Vin的直流電壓進(jìn)行升壓。在實(shí)際實(shí)施時(shí)，電壓電平調(diào)整模塊30也可以是降壓電路，切換元件Q可以是同時(shí)具備小驅(qū)動(dòng)電流及低導(dǎo)通電阻的絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)。

逆變器模塊32電連接于電壓電平調(diào)整模塊30，用以將直流電壓源Vin轉(zhuǎn)換為交流電源，并于并網(wǎng)成功后向交流電網(wǎng)2輸送電能。濾波器34電連接于逆變器模塊32，用以濾除交流電壓源中的噪聲。

開關(guān)模塊36耦接于濾波器34及交流電網(wǎng)2之間。開關(guān)模塊36包含第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5及第六開關(guān)S6，開關(guān)模塊36的第一至第六開關(guān)元件(S1-S6)兩兩一組串接于濾波器34及交流電網(wǎng)2之間，可以提供單一失效(single fault)的保護(hù)機(jī)制，避免單一失效的狀態(tài)下，造成交流電網(wǎng)2及人員安全的危害。由 圖4可知，第一開關(guān)S1與第二開關(guān)S2串接，形成第一路徑；第三開關(guān)S3與第四開關(guān)S4串接，形成第二路徑；第五開關(guān)S5與第六開關(guān)S6串接，形成第三路徑。

在一實(shí)施例中，第一開關(guān)S1與第三開關(guān)S3可構(gòu)成第一繼電器360，且當(dāng)?shù)谝焕^電器360導(dǎo)通時(shí)，第一開關(guān)S1與第三開關(guān)S3同時(shí)導(dǎo)通。第二開關(guān)S2及第六開關(guān)S6可構(gòu)成第二繼電器362，且當(dāng)?shù)诙^電器362導(dǎo)通時(shí)，第二開關(guān)S2與第六開關(guān)S6同時(shí)導(dǎo)通。

請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D8，圖8為本發(fā)明的開關(guān)模塊的搭接方法流程圖。本發(fā)明的太陽(yáng)能逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)3在與交流電網(wǎng)2并網(wǎng)時(shí)，開關(guān)模塊36的搭接步驟詳述如下。

首先，導(dǎo)通第一路徑(步驟S301)。如圖5所示，控制器38使第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3及第六開關(guān)S6閉合，以使第一路徑導(dǎo)通。

在此要說(shuō)明的是，控制器38可以先使第一開關(guān)S1及第三開關(guān)S3閉合，再使第二開關(guān)S2及第六開關(guān)S6閉合。換言之，控制器38可以先導(dǎo)通第一繼電器360，再導(dǎo)通第二繼電器360。如圖9所示。在圖9中，高電平信號(hào)表示使第一至第六開關(guān)(S1-S6)呈閉合狀態(tài)，低電平信號(hào)表示使第一至第六開關(guān)(S1-S6)呈開路狀態(tài)。在時(shí)間t11，第一開關(guān)S1及第三開關(guān)S3呈閉合狀態(tài)；在時(shí)間t12，第二開關(guān)S2及第六開關(guān)S6呈閉合狀態(tài)，以使第一路徑導(dǎo)通。

本發(fā)明另一實(shí)施例，控制器38可以同時(shí)使第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3及第六開關(guān)S6閉合，意即同時(shí)導(dǎo)通第一繼電器360及第二繼電器362，如圖10所示。在圖10中，高電平信號(hào)表示使第一至第六開關(guān)(S1-S6)呈閉合狀態(tài)，低電平信號(hào)表示使第一至第六開關(guān)(S1-S6)呈開路狀態(tài)。在時(shí)間t1，第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3及第六開關(guān)S6呈閉合狀態(tài)，以使第一路徑導(dǎo)通。

如圖5所示，由于第三開關(guān)S3已經(jīng)閉合，接著，檢測(cè)第四開關(guān)S4兩端的瞬時(shí)電壓(相當(dāng)于交流電網(wǎng)2的第一相端與第二相端的電壓差值)，并于第四開關(guān)S4兩端的瞬時(shí)電壓相等，相當(dāng)于滿足V_R-V_S＝0的第一特定條件時(shí)，使第四開關(guān)S4閉合，以導(dǎo)通第二路徑。換言之，于第三開關(guān)S3 及第四開關(guān)S4兩端的電壓皆具有相同電壓電平時(shí)，導(dǎo)通第二路徑(步驟S305)。如圖9及圖10所示，在時(shí)間t2，第四開關(guān)S4呈閉合狀態(tài)。

如圖5所示，由于第六開關(guān)S6已經(jīng)閉合，檢測(cè)第五開關(guān)S5兩端的瞬時(shí)電壓(相當(dāng)于交流電網(wǎng)的第一相端、第二相端及第三相端的電壓差值)，并于第五開關(guān)S5兩端的瞬時(shí)電壓相等，相當(dāng)于滿足V_R+V_S-V_T＝0的第二特定條件時(shí)，控制器38使第五開關(guān)S5閉合，以導(dǎo)通第三路徑。換言之，于第五開關(guān)S5兩端的電壓及第六開關(guān)S6兩端的電壓皆具有相同電壓電平時(shí)，導(dǎo)通第三路徑(步驟S307)。如圖9及圖10所示，在時(shí)間t3，第五開關(guān)S5呈閉合狀態(tài)。

本發(fā)明另一實(shí)施例，該開關(guān)模塊36可為六個(gè)獨(dú)立開關(guān)，控制器38可以先使第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2閉合以形成第一路徑，且當(dāng)交流電網(wǎng)2的第一相端與第二相端的電壓差值滿足V_R-V_S＝0的第一特定條件時(shí)，在同時(shí)閉合第三開關(guān)S3與第四開關(guān)S4以使第二路徑導(dǎo)通。本發(fā)明的精神在于導(dǎo)通路徑的順序與時(shí)機(jī)點(diǎn)，而不限定于開關(guān)閉合的順序。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的變動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。